7. Станки с ЧПУ
Станки с ЧПУ имеют расширенные технологические возможности при сохранении высокой надежности работы.
Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечить совмещение различных видов обработки (точение — фрезерование, фрезерование — шлифование), удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей (что особенно важно при использовании промышленных роботов), автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента и т.д.
Повышение точности обработки достигается высокой точностью изготовления и жесткостью станка, превышающей жесткость обычного станка того же назначения, для чего производят сокращение длины его кинематических цепей: применяют автономные приводы, по возможности сокращают число механических передач.
Приводы станков с ЧПУ должны также обеспечивать высокое быстродействие.
Числовое программное управление (ЧПУ) — это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком-либо носителе массива информации.
По технологическому назначению и функциональным возможностям системы ЧПУ подразделяют на четыре
группы:
позиционные, в которых задают только координаты конечных точек положения исполнительных органов после выполнения ими определенных элементов рабочего цикла;
Примером применения систем ЧПУ являются сверлильные, расточные и координатно-расточные станки.
контурные или непрерывные, управляющие движением исполнительного органа по заданной криволинейной траектории (пример: токарные, фрезерные и круглошлифовальные станки);
универсальные (комбинированные), в которых осуществляется программирование как перемещений при позиционировании, так и движения исполнительных органов по траектории, а также смены инструментов и загрузки - выгрузки заготовок (многоцелевых токарных и сверлильно-фрезерно- расточных станков);
многоконтурные системы, обеспечивающие одновременное или последовательное управление функционированием ряда узлов и механизмов станка (бесцентровые круглошлифовальные станки, в которых от систем ЧПУ управляют различными механизмами: правки, подачи бабок и т.д.).
Для станков с ЧПУ стандартизованы направления перемещений и их символика. Исходный осью (ось Z) является ось рабочего шпинделя. Если эта ось поворотная, то ее положение выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. Положительное направление оси Z – от устройства крепления детали к инструменту. Тогда оси X и Y расположатся так, как это показано на рисунке.
Расположение осей координат в станках с ЧПУ (а); правосторонняя система координат (б)
Токарные станки с ЧПУ:
Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки сложных заготовок типа тел вращения.
Они составляют самую значительную группу по номенклатуре в парке станков с ЧПУ.
Токарный станок с ЧПУ: 1,2 – револьверные головки
Фрезерные станки с ЧПУ:
Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и пространственных поверхностей заготовок сложной формы.
Конструкции фрезерных станков с ЧПУ аналогичны конструкциям традиционных фрезерных станков, отличие от последних заключается в автоматизации перемещений по управляющей программе
при формообразовании.
Фрезерные станки с ЧПУ
Сверлильные станки с ЧПУ:
Вертикально – сверлильные станки с ЧПУ в отличие от аналогичных станков с ручным управлением оснащены крестовыми столами, автоматически перемещающими заготовку по осям X и Y, в результате чего отпадает необходимость в кондукторах или в ее предварительной разметке.
Радиально – сверлильные станки с ЧПУ имеют подвижную по оси X колонну, подвижный по оси Y рукав со шпиндельной бабкой, в которой смонтирован сверлильный шпиндель, перемещающийся по оси Z.
Шлифовальные станки с ЧПУ:
Использование ЧПУ для управления бесцентровыми круглошлифовальными станками позволяет существенно упростить конструкции ряда механических узлов: устройств правки (в результате отказа от копирных линеек, механизмов подачи алмазов и т.д.), приводов продольного перемещения устройств правки, механизмов тонкой подачи шлифовального и ведущего кругов, контрольных и контрольно-подналадочных устройств и др.
8. Зубонарезание
Зубчатые передачи являются наиболее распространенными и важными из всех типов передач, применяемых в технике.
Они делятся на цилиндрические, конические, винтовые, гипоидные, червячные, спироидные.
Формы и размеры зубчатых колес определяются величиной модуля т, равного отношению диаметра
делительной окружности к числу зубьев колеса m = D/z.
Изготовление зубчатых колес может осуществляться двумя методами: копирования и обкатки.
8.1. Нарезание зубчатых колес методом копирования
Метод копирования основан на том, что каждая впадина нарезаемого зубчатого колеса 2 образуется фрезерованием ее фасонной фрезой 1, форма которой соответствует форме впадины между зубьями колеса.
Для этого чаще используются дисковые модульные фрезы 1 (а), а иногда концевые модульные фрезы 1 (б) на вертикально-фрезерных станках.